前輪EPB制動(dòng)鉗總成設(shè)計(jì)計(jì)算

1、前輪EPB制動(dòng)鉗總成設(shè)計(jì)計(jì)算摘要：本文主要是以前輪EPB作為研究對象，對前輪EPB制動(dòng)鉗總成所起到應(yīng) 急制動(dòng)進(jìn)行校核、計(jì)算，對比前后輪EPB制動(dòng)鉗總成制動(dòng)減速度的差異性。關(guān)鍵詞：前輪EPB制動(dòng)鉗總成；減速度1、引言近年來，電子駐車制動(dòng)器(EPB， Electrical Park Brake)由于其在實(shí)際應(yīng)用中的便捷性與 舒適性，越來越多的取代了傳統(tǒng)的機(jī)械集成式駐車制動(dòng)器與盤中鼓式制動(dòng)器。電子駐車制動(dòng)器一般包含電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元與駐車制動(dòng)鉗兩大基礎(chǔ)構(gòu)件。在現(xiàn)有技術(shù)中， 由于EPB布置在后軸上；在應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，同等條件下EPB提供的制動(dòng)力，提供的減速度小。 通過對比前后輪EPB制動(dòng)鉗總成對整車制動(dòng)減速

2、度的計(jì)算，分析前輪EPB和后輪EPB的性能 優(yōu)劣，從而影響汽車行駛的安全性。2、前輪EPB制動(dòng)鉗總成構(gòu)成及工作原理2.1前輪EPB制動(dòng)鉗總成構(gòu)成圖1編號說明：1鉗體；2鉗架；3外摩擦片；4內(nèi)摩擦片；5活塞；6矩形密封圈；7螺桿螺套；8執(zhí)行 器；9電機(jī)；10齒輪傳動(dòng)組；11制動(dòng)盤；12導(dǎo)銷；2.2前輪EPB制動(dòng)鉗總成工作原理前輪EPB制動(dòng)鉗總成由執(zhí)行器和鉗體鉗架總成兩部分組成，其中執(zhí)行器主要是為了提供 驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源、實(shí)現(xiàn)減速增扭之目的；而鉗體鉗架總成則將電機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)傳遞過來的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)活塞前進(jìn)夾緊制動(dòng)盤實(shí)現(xiàn)駐車功能。2.2.1、行車制動(dòng)：制動(dòng)時(shí)，高壓制動(dòng)液從鉗體1進(jìn)油口進(jìn)

3、入，推動(dòng)活塞5伸出，活塞推動(dòng)內(nèi)摩擦片4貼緊 制動(dòng)盤11，同時(shí)活塞5向前移動(dòng)帶動(dòng)矩形密封圈6發(fā)生彈性變形。制動(dòng)鉗體受液壓反作用力 沿導(dǎo)銷12浮動(dòng)，拉動(dòng)外摩擦片3貼緊制動(dòng)盤，形成內(nèi)外摩擦片3, 4對制動(dòng)盤11的夾緊力， 摩擦片與制動(dòng)盤摩擦實(shí)現(xiàn)車輛減速制動(dòng)；釋放制動(dòng)時(shí)，發(fā)生變形的矩形密封圈6在彈性回復(fù)力作用下回位，帶動(dòng)活塞5回位。內(nèi) 外摩擦片在制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)的過程中被打回，摩擦片與制動(dòng)盤分離制動(dòng)解除。2.2.2、駐車制動(dòng)(可作為應(yīng)急制動(dòng)使用)駐車制動(dòng)時(shí)，電機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪傳動(dòng)組10將電機(jī)9輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減速增扭，帶動(dòng)螺 桿轉(zhuǎn)動(dòng)。螺桿螺套7為螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺套的直線運(yùn)動(dòng)，螺套推動(dòng) 活塞

4、5向外運(yùn)動(dòng)，活塞推動(dòng)內(nèi)摩擦片4夾緊制動(dòng)盤11。同時(shí)，在活塞向外推出的反作用力下， 鉗體1沿導(dǎo)銷12向反方向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)外摩擦片3貼緊制動(dòng)盤，形成內(nèi)外摩擦片3, 4對制動(dòng) 盤11的夾緊力，實(shí)現(xiàn)駐車功能。釋放駐車時(shí)，電機(jī)9反轉(zhuǎn)，齒輪傳動(dòng)組10將反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至螺桿。螺桿反向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng) 螺套退回?；钊诰匦蚊芊馊?的彈性回復(fù)力作用下回位，不再提供夾緊力，駐車釋放。3、前輪EPB制動(dòng)鉗總成相對于后輪EPB制動(dòng)鉗總成的優(yōu)點(diǎn)3.1、在車輛出現(xiàn)制動(dòng)管路故障等異常情況需進(jìn)行應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，由于后輪軸荷小，可提供 的減速度相應(yīng)較小，造成應(yīng)急制動(dòng)距離長，增加事故發(fā)生概率；3.2、現(xiàn)大部分車型后橋采用多連桿式獨(dú)立懸架，后制動(dòng)

5、鉗EPB布置空間受限，前輪EPB 布置空間更大；3.3、若前輪制動(dòng)鉗能夠?qū)崿F(xiàn)駐車功能，后輪可采用簡單鼓式制動(dòng)器，降低整車成本?，F(xiàn) 有大多數(shù)車輛前輪采用盤式浮動(dòng)式制動(dòng)鉗，后制動(dòng)鉗集成駐車機(jī)構(gòu)，成本較高。4、前輪EPB制動(dòng)鉗總成設(shè)計(jì)計(jì)算EPB制動(dòng)鉗總成在后輪時(shí)力矩計(jì)算4.1.1后制動(dòng)鉗制動(dòng)力矩計(jì)算M1=F*R-（1）F=W*a-（2）由上式（1）、（2）可得制動(dòng)減速度：a=（2*M1）/（R*W）-（3）對于后輪有：Wr=Wr-W*H*a/L-（4）Fr=Wry-（5）M2=0.5*Fr*R-（6）由上述（3）（4）（5）（6）得：M2=0.5*R*4*【W(wǎng)r-2*M1*H/（L*H）】-（7）當(dāng)

6、后輪抱死”時(shí)有M1=M2,得M=0.5*4*R*Wr/（1+4*H/L）-（8）EPB制動(dòng)鉗總成在前輪時(shí)力矩計(jì)算同理：當(dāng)前輪抱死”時(shí)，得M=0.5*4*R*Wr/（1-4*H/L）4.3前輪、后輪應(yīng)急制動(dòng)減速度計(jì)算：以某車型滿載情況下計(jì)算前、后輪應(yīng)急制動(dòng)減速度:4.3.1整車參數(shù)滿載質(zhì)量：1770kg；軸距：2610mm；滿載質(zhì)心高：514mm；滿載前軸軸荷：895kg；滿 載后軸荷：875mm；車輪滾動(dòng)半徑：350mm；前制動(dòng)半徑：125.2mm；后制動(dòng)半徑： 118.2mm；滿載前軸到質(zhì)心水平距離：1290.25mm；滿載后軸到質(zhì)心水平距離：1319.75mm； 前摩擦系數(shù)：0.4；后摩擦系數(shù)0.36。4.3.2計(jì)算依據(jù)4.1，4.2中公式進(jìn)行計(jì)算，得出不同地面附著系數(shù)下的減速度：5、結(jié)束語：減速度的大小是由地面附著系數(shù)和整車參數(shù)決定的，在某一地面附著系數(shù)下的最大減速 度是一定值；當(dāng)EPB制動(dòng)鉗總成提供的夾緊力小于某一地面附著系數(shù)下最大減速度對應(yīng)的夾 緊力時(shí)，可根據(jù)力矩平衡公式進(jìn)行計(jì)算實(shí)際達(dá)到的減速度。由數(shù)據(jù)計(jì)算分析對比，同等地面附著系數(shù)下，應(yīng)急制動(dòng)時(shí)前輪EPB